CN101637878B - 用于制造工件的方法和磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造螺旋式压缩机转子的方法，该螺旋式压缩机转子具有圆柱形的基本外形，在该螺旋式压缩机转子的外圆周上设置螺旋形成型部(2)，该方法具有下列步骤：a)通过制出具有相对于最终外形存在的加工余量的成型部(2)预加工工件；b)在磨床中在粗加工工序中粗磨成型部(2)，其中磨去加工余量的一部分；c)在磨床中在精加工工序中精磨成型部(2)，其中磨去加工余量的剩余部分并且制成成型部(2)的最终外形。为了在制造特别是螺旋式压缩机转子时提高经济性并仍然确保加工的高的质量，本发明设定，利用蜗杆形的磨削工具(3)以连续的分度范成磨削方法实施粗磨和/或精磨。

Description

用于制造工件的方法和磨床
技术领域
本发明涉及一种方法用以制造为螺旋式压缩机转子形式的工件，。本发明还涉及一种磨床。
背景技术
在螺旋式压缩机中需要转子，其具有基本上圆柱形的外形，其中在外形中制出一螺旋形成型部。两转子(它们关于成型部构成互补的“外凸”和“内凹”)同时在压缩机的运转中相互处于啮合，使在转子旋转时产生气流，其用来产生超压。
对此为了良好的压缩机效率绝对必要的是，以高的精度制出各转子中的成型部，以便保持微小的泄漏损失。
因此已知，在谈论的转子的制造中，将转子首先在一预加工步骤的范围内例如通过切削加工(车削、铣削)由整材料或通过原形的成型(铸造)预制，从而已基本上存在成型部，但相对于最终形状仍具有一确定的加工余量。
然后在磨床中通过两级的磨削过程实现精密的成型。依此在第一磨削加工步骤(粗加工)中磨去加工余量的大部分。在紧接着的另一磨削加工步骤(精加工)中制成成型部的最终形状，同样在这种情况下只还要磨掉加工余量的剩余部分。对此为了粗磨和为了精磨使用成型砂轮，其借助于磨削工具的引导通过成型间隙在工件上仿制外形。
加工分为粗加工和精加工在轮齿制造中的是已知的。DE202005014619U1建议使用一粗加工滚刀和一精加工滚刀，以便制造斜齿圆柱齿轮。
按照DE20320294U1由一毛坯借助于滚铣预加工齿轮，通过一盘形的去毛刺工具去掉在此时形成的毛刺。
DE19918289A1为了制造切齿的工件在一第一步骤中公开一滚铣方法，紧接着在一第二步骤中公开一精加工方法。工件在两加工步骤过程中保持在同一夹紧装置中。
磨削加工分为粗加工和精加工已显著提高方法的经济性。
不利的是，对于谈论的螺旋式压缩机转子等工件的制造总是仍产生高制造成本，因为为达到高的精度需要相应的时间。此外必需的是，使磨削的转子经受精加工。同时必须去掉磨削毛刺。为此考虑单独的去毛刺机。或者可以通过手动进行去毛刺，这相应地提高制造费用。
发明内容
因此本发明的目的在于，进一步开发一种开头所述型式的方法并且建议一种相应的磨床，使得利用该方法或磨床有可能成本低地形成螺旋式压缩机转子和相应的成型部的制造。
本发明实现一种用于制造螺旋式压缩机转子的方法，该螺旋式压缩机转子具有圆柱形的基本外形，在该螺旋式压缩机转子的外圆周上设置螺旋形成型部，该方法具有下列步骤：a)通过制出具有相对于最终外形存在的加工余量的成型部预加工工件即螺旋式压缩机转子；b)在磨床中在粗加工工序中粗磨成型部，其中磨去加工余量的一部分；c)在磨床中在精加工工序中精磨成型部，其中磨去加工余量的剩余部分并且制成成型部的最终外形，其特征在于，利用蜗杆形的磨削工具以连续的范成磨削方法
Figure GSB00001023999400021
实施粗磨和/或精磨。
范成磨削在螺旋式压缩机转子等工件的制造中至今是不知道的。
优选利用蜗杆形的磨削工具以连续的范成磨削方法只实施粗磨，而利用成型砂轮以成型磨削方法(Profilschleifverfahren)实现精磨。
作为粗加工工具和/或作为精加工工具可以使用可修整的工具。但也有可能，作为粗加工工具和/或精加工工具使用具有钢基体的工具，在其上设置研磨材料层、特别是立方结晶的氮化硼(CBN)层。
粗加工工具和精加工工具可以设置在共同的工具主轴上，使其在粗加工工具的啮合与精加工工具的啮合之间交换时沿轴向方向移动。
本发明的特别优选的实施形式设定，在磨床中实现精加工以后在已磨削的成型部上实施去毛刺工序。对此可以通过一个或多个旋转的刷子实现去毛刺工序，其定位在工件的待去毛刺的区域内。优选在去毛刺工序的过程中工件绕其轴线旋转。
本发明还实现一种用于磨削这样的工件、特别是螺旋式压缩机转子的磨床，该工件具有圆柱形的基本外形并且在工件的外圆周上设置螺旋形成型部，工件具有通过预加工制出的、具有相对于最终外形存在的加工余量的成型部，其特征在于，磨床具有工具主轴，在其上以轴向间距设置为蜗杆形的磨削工具形式的粗加工工具和为成型砂轮形式的精加工工具，同时还设有去毛刺工具用于去掉在磨削的工件上的毛刺且去毛刺工具是旋转的刷子。
粗加工工具和/或精加工工具可以构成为可修整的工具。粗加工工具和/或精加工工具可以构成为具有钢基体的工具，在其上设置研磨材料层、特别是立方结晶的氮化硼(CBN)层。
粗加工工具和精加工工具优选设置在一共同的工具主轴上，其轴向可移动地设置在磨床中。
磨床因此包括一个或多个为旋转的刷子形式的去毛刺工具用以去掉在磨削的工件上的毛刺。
优选的结构形式为设置一水平延伸的工件轴。
利用建议的方法和相应的磨床能比至今更便宜地制造特别是螺旋式压缩机转子。该方法也适用于类似的工件，这些工件包括在基本上圆柱形的工件基体的外圆周上的螺旋形的成型部。
可以利用可修整的磨削工具或利用非修整的磨削工具实施该方法，其中在后一情况下使用一钢基体工具，其在一精确制成的外形上涂覆有一研磨粒层，其中CBN的电镀的连结是优选的。
对此粗加工工具设有比精加工工具较大的(较粗的)磨粒。用于精加工的磨粒对此选择成使其可以达到要求的表面品质。
在工件的唯一的夹紧中实现粗磨和精磨。
最后的加工工序是转子的端面的去毛刺，其按进一步构成在工件在磨床中的相同夹紧中利用去毛刺工具(旋转的刷子)实现。
按照本发明在一夹紧中借助于用于粗加工的磨削蜗杆的范成磨削和借助于用于精加工的成型砂轮的成型磨削相结合，组合范成磨削的较短的加工时间与成型磨削的较高的精度的优点。
因此与以前已知的制造方法相比可以达到较短的加工时间，而不必忍受关于精度和表面品质的损失。
通过在磨床中结合的去毛刺过程不再需要单独的去毛刺机或取消手工的去毛刺过程。这同样产生的结果是，可以降低制造成本。
附图说明
附图中示出本发明的一个实施例。唯一的图示意示出磨床的工作空间的前视图，在磨床中，一螺旋式压缩机转子经受终加工。
具体实施方式
图中可看出一为一螺旋式压缩机转子形式的工件1，其在进入磨床以前已经受预加工。按此转子在其圆柱外形的圆周上已具有螺旋形成型部2。在所示的磨床中实现转子的完全的最后加工，包括一粗磨工序和一精磨工序以及一去毛刺过程。
在图中示出的工具主轴5设有两个磨削工具3和4。
对此在粗加工工具中涉及磨削蜗杆3，将其成型部构成为，使得在螺旋外形在待加工的成型部2中连续滚切时通过范成磨削磨去存在的加工余量的大部分。
在精加工工具中涉及成型砂轮4，其以已知的方式具有外形，以便可以精确地最后加工成型部2的螺旋形的螺旋线。磨削蜗杆3和成型砂轮4在当前的情况下构成为钢基体工具。亦即它们具有精确制成的钢基体，其涂覆有唯一一层立方结晶的氮化硼(CBN)，其中借助于电镀的过程将CBN粒利用复合金属(镍)固定在钢基体上。
粗加工工具3和精加工工具4对此交替地进入啮合。通过工具主轴5沿轴向方向a的运动实现粗加工与精加工之间的交换。
图中示出粗磨过程的实施。工件1在两顶尖之间夹紧在工件轴7上。工具主轴5和工件轴7是被直接驱动的；同步实现它们的旋转(电子的耦合)。
虽然工件轴7是水平定向的，但工具主轴的转动角度如工具3、4按照待产生的成型部的啮合所要求的那样。
在用工具3粗加工以后利用工具4以已知的方式实现精加工。紧接着借助于一个或多个去毛刺工具6在相同的工件夹紧中自动地实现工件1的去毛刺，去毛刺工具在当前为一旋转的刷子的形式。刷子对此旋转地定位在工件1的端部区域中，亦即定位在成型部2的出端上，并且工件轴7被旋转。因此自动地去掉毛刺。
作为磨削蜗杆3使用圆柱磨削蜗杆，但也可设想使用非圆柱形的蜗杆(球面蜗杆)。
非修整的磨削工具3、4的使用不是强制的。也可以使用可修整的工具，此时则还要在磨床中设置相应的修整装置。
优选的是，设置示出的和描述的处理方法，亦即利用磨削蜗杆粗加工和利用成型砂轮精加工。但基本上也可设想利用磨削蜗杆或利用成型砂轮以任意的组合分别粗加工和/或精加工。
也可以组合使用非修整的和可修整的磨削工具。
按选择还可能将两磨削工具3、4设置在分开的工具主轴上。
另一合理的方案是垂直的结构形式，其中垂直定位工件轴7。
特别优选，建议的解法适用于较小的转子，以便在这里达到尽可能最大的节省效果。
附图标记清单
1  件(螺旋式压缩机转子)
2  螺旋形成型部
3  粗加工工具/蜗杆形磨削工具
4  精加工工具/成型砂轮
5  工具主轴
6  去毛刺工具(旋转的刷子)
7  工件轴
a  轴向方向

Claims (18)

1.用于制造螺旋式压缩机转子的方法，该螺旋式压缩机转子具有圆柱形的基本外形，在该螺旋式压缩机转子的外圆周上设置螺旋形成型部(2)，该方法具有下列步骤：
a)通过制出具有相对于最终外形存在的加工余量的成型部(2)预加工工件(1)即螺旋式压缩机转子；
b)在磨床中在粗加工工序中粗磨成型部(2)，其中磨去加工余量的一部分；
c)在磨床中在精加工工序中精磨成型部(2)，其中磨去加工余量的剩余部分并且制成成型部(2)的最终外形；
其特征在于，利用蜗杆形的磨削工具以连续的范成磨削方法实施粗磨和/或精磨。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，利用蜗杆形的磨削工具以连续的范成磨削方法仅实施粗磨，而利用成型砂轮以成型磨削方法实现精磨。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为粗加工工具(3)和/或精加工工具(4)使用可修整的工具。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为粗加工工具(3)和/或精加工工具(4)使用具有钢基体的工具，在钢基体上设置研磨材料层。
5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，粗加工工具(3)和精加工工具(4)设置在一个共同的工具主轴(5)上，在粗加工工具的啮合与精加工工具的啮合之间交换时，沿轴向方向(a)移动该工具主轴。
6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在磨床中实施接权利要求1的步骤c)以后，在磨削的成型部上实施去毛刺工序。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，通过一个或多个旋转的刷子(6)实现去毛刺工序，所述刷子定位在工件(1)的待去毛刺的区域内。
8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，工件(1)在去毛刺工序的过程中绕其轴线旋转。
9.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在按照权利要求1的步骤a)的预加工的范围内或在该步骤之前借助于铸造工序制成工件(1)。
10.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述研磨材料层是立方结晶的氮化硼层。
11.用于磨削工件(1)的磨床，该工件具有圆柱形的基本外形并且在工件的外圆周上设置螺旋形成型部(2)，工件(1)具有通过预加工制出的、具有相对于最终外形存在的加工余量的成型部(2)；其特征在于，磨床具有工具主轴(5)，在该工具主轴上以轴向间距设置为蜗杆形的磨削工具形式的粗加工工具(3)和为成型砂轮形式的精加工工具(4)，同时还设有去毛刺工具(6)用以去掉在已磨削的工件(1)上的毛刺并且去毛刺工具(6)是旋转的刷子。
12.按照权利要求11所述的磨床，其特征在于，粗加工工具(3)和/或精加工工具(4)构成为可修整的工具。
13.按照权利要求11所述的磨床，其特征在于，粗加工工具(3)和/或精加工工具(4)构成为具有钢基体的工具，在钢基体上设置研磨材料层。
14.按照权利要求11至13之一项所述的磨床，其特征在于，粗加工工具(3)和精加工工具(4)设置在一个共同的工具主轴(5)上，该工具主轴沿轴向可移动地设置在磨床中。
15.按照权利要求11至13之一项所述的磨床，其特征在于，工件轴(7)水平设置。
16.按照权利要求11至13之一项所述的磨床，其特征在于，所述工件(1)是螺旋式压缩机转子。
17.按照权利要求11至13之一项所述的磨床，其特征在于，所述磨床用于实施按照权利要求1至10之一项所述的方法。
18.按照权利要求13所述的磨床，其特征在于，所述研磨材料层是立方结晶的氮化硼层。
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